A soihdutusjärjestelmä on putkisto- ja laiteverkko, joka kerää paineenalennusventtiileistä, puhallusventtiileistä ja prosessin tuuletusaukoista vapautuvan kaasun ja hävittää sen turvallisesti polttamalla valvotussa, korotetussa kohdassa, kaukana henkilöstöstä ja laitteista. Se on olemassa, koska syttyvien tai myrkyllisten kaasujen poistaminen suoraan ilmakehään on harvoin hyväksyttävää – soihdutusjärjestelmä muuttaa muuten hallitsemattoman vapautumisen valvotuksi palamistapahtumaksi. Oikein suunniteltu järjestelmä sisältää vähintään a keräyspää, tyrmäysrumpu nesteen poistamiseksi, vesitiiviste takaiskun estämiseksi ja soihdun kärki tai pino, jossa palaminen todella tapahtuu .
Siinä lyhyt vastaus. Alla olevissa osioissa kerrotaan tarkemmin, kuinka kukin komponentti ansaitsee paikkansa suunnittelussa, mitkä standardit itse asiassa säätelevät mitoitusta, miksi savuton toiminta vaatii lisälaitteita ja milloin taloudellinen näkökulma suosii kaasun talteenottoa sen polton sijaan.
Soihdutusjärjestelmä ei ole yksittäinen laite – se on ketju komponentteja, ja minkä tahansa niistä ohittaminen luo erityisen, hyvin dokumentoidun vikatilan. Tässä on, mistä kukin osa on vastuussa:
| Komponentti | Toiminto | Mitä tapahtuu, jos se puuttuu tai on alikokoinen |
|---|---|---|
| Kokoelman otsikko | Ohjaa painekaasun venttiileistä ja tuuletusaukoista soihdulle | Liiallinen vastapaine vapautuslaitteissa, kuolleissa jaloissa, nesteloukussa |
| Knockout (KO) rumpu | Poistaa mukana kulkeutuneet nestepisarat ennen kuin kaasu saavuttaa soihdun kärjen | Nesteen siirtyminen kärkeen, epävakaa liekki, "polttava sade" |
| Vesitiivisterumpu | Estää liekin leviämisen takaisin otsikkoon | Palautumisriski prosessiputkistojärjestelmään |
| Leveä pino tai kärki | Hallittu palamispiste, korotettu turvallisen säteilylämpöetäisyyden takaamiseksi | Henkilökunnan liiallinen maanpinnan säteilyaltistus |
| Pilotti ja sytytysjärjestelmä | Pitää jatkuvan liekin valmiina, joten apukaasu syttyy luotettavasti | Syttymätön kaasun vapautuminen hätäaputapahtuman aikana |
| Tyhjennä kaasun syöttö | Pitää ilman poissa kokoojasta estääkseen sisäisten räjähtävien seosten muodostumisen | Sisäisen räjähdyksen vaara käynnistyksen tai alhaisen virtauksen aikana |
Knockout-rumpu ansaitsee erityistä huomiota, koska se on pakollinen jokaisessa laippajärjestelmässä, ei valinnainen päivitys. Teollisuuden ohjeissa vaaditaan nestepisaroiden poistamista tiettyyn hiukkaskokoon asti ennen kuin kaasu saavuttaa kärjen – yleensä 300-600 mikronia - koska suuremmat pisarat eivät pala puhtaasti, vaan putoavat liekehtivänä nesteenä, vaaraa kutsutaan alalla "polttavaksi sateeksi". Suunnittelustandardit vaativat yleensä 20-30 minuuttia nesteenpidätyskapasiteettia rummussa, mikä antaa käyttäjille mahdollisuuden diagnosoida häiriintynyt tila ja ryhtyä korjaaviin toimiin ennen kuin rumpu täyttyy.
Jokainen leimahdus ei näytä samalta kuin useimmat ihmiset kuvaavat. Valinta korotetun ja maahan asennettavan rakenteen välillä riippuu tilan, näkyvyyden vaatimuksista ja siitä, kuinka paljon kaasua järjestelmä tarvitsee käsitellä.
Nämä sijoittavat palamispisteen korkealle asteen yläpuolelle käyttämällä itse korkeutta ensisijaisena turvasäätimenä – mitä kauempana liekki on maasta, sitä pienempi on alla olevan henkilöstön säteilylämmön voimakkuus. Tukirakenteet skaalautuvat korkeuden mukaan: itsekantavia pinoja käytetään tyypillisesti noin 250 jalkaan asti, nostolaitteilla tuetut rakenteet ulottuvat hyödyllisesti noin 400 jalkaan ja harustetut rakenteet voivat nousta jopa noin 600 jalkaan, ennen kuin täysi betonitukirakenne on tarpeen.
Ne pitävät palamisen tasaisella tai lähellä tasoa, yleensä kotelon sisällä, ja ovat yleensä suositeltavia, kun liekin pitäminen poissa julkisesta näkyvyydestä on tärkeää – lähellä asuinalueita, lentokenttiä tai tiukkoja visuaalisia tai melua koskevia sääntöjä. Monipistepolttimot käsittelevät suuria kaasumääriä jakamalla palamisen useisiin vaiheisiin poltinryhmiin yhden suuren liekin sijaan, mikä myös parantaa savutonta suorituskykyä laajemmalla virtausalueella.
Jos soihdut jätetään palamaan itsestään, varsinkin raskaammilla hiilivedyillä, se pyrkii savuamaan – epätäydellinen palaminen jättää näkyviä mustia hiilihiukkasia pilviin. Näkyvien päästöjen sääntelyrajoitukset tarkoittavat, että useimmat nykyaikaiset soihdut tarvitsevat apumekanismin palaakseen puhtaasti koko virtausalueellaan, ja vakiintuneita lähestymistapoja on kolme:
Apumenetelmä ei ole vain päästöjen valintaruutu – se vaikuttaa meluun, laitosten tarpeeseen ja huoltokuormitukseen järjestelmän elinkaaren ajan. Steam-avustus on yleistä, jos sivustolla on jo höyryverkko muita prosessitarpeita varten, koska lisäkustannukset ovat alhaiset. Air Assist tulee houkuttelevammaksi kohteissa, joissa ei ole höyryinfrastruktuuria, vaikka puhallin- ja kompressorilaitteiston lisäkustannukset ovatkin. Yksi yleisimmistä suunnitteluvirheistä on valinta pelkästään etukäteissijoituskustannusten perusteella, ottamatta huomioon, missä laitoksessa tontilla on jo vapaata kapasiteettia.
Soihdutusjärjestelmän suunnittelua ei jätetä yksinomaan yksittäisen insinööriarvion varaan – sitä säätelevät vakiintuneet alan standardit, jotka määrittelevät kaiken pisaroiden poistotavoitteista suurimman sallitun kaasun nopeuteen otsikossa.
Kaksi API 521:n numeerista rajaa tulee jatkuvasti esiin käytännössä: jakokaasun nopeus on yleensä rajoitettu Machin enimmäisluku on 0,7, mieluiten 0,5 välttääkseen putkistojen akustista väsymistä ajan myötä, ja itse laipat on tyypillisesti kalteva vähintään noin 1:450 joten kondensoitunut neste valuu jatkuvasti takaisin kohti poistorumpua sen sijaan, että se kerääntyisi mataliin kohtiin ajon aikana.
Soihdutusjärjestelmän tehtävänä on turvallinen hävittäminen, ei välttämättä aina polttamalla. Jatkuvia tai rutiinitoimia varten – toisin kuin todellisissa hätätapahtumissa – monet laitokset asentavat a soihdutuskaasun talteenottoyksikkö (FGRU) joka kaappaa kaasun, puristaa sen ja ohjaa sen takaisin laitoksen polttokaasujärjestelmään sen sijaan, että se polttaisi sen pois.
Taloudellinen perustelu on selvä paperilla: talteenotettu kaasu korvaa suoraan polttokaasun, jonka laitos muuten joutuisi ostamaan tai tuottamaan, ja jatkuvan soihdutuksen vähentäminen vähentää myös altistumista yhä tiukemmille paikallisille ilmanlaatu- ja päästömääräyksille. Se, maksaako FGRU itsensä takaisin, riippuu suuresti kyseessä olevan rutiininomaisen soihdutuskaasun määrästä ja johdonmukaisuudesta, minkä vuoksi kunnollinen toteutettavuustutkimus – järjestelmän kustannusten arvioiminen talteenotetun kaasun arvon perusteella – on tavanomainen käytäntö ennen investoinnille sitoutumista sen sijaan, että oletetaan, että talteenotto on automaattisesti kannattavaa joka paikassa.
Soihdutusjärjestelmä on turvainfrastruktuuri, jonka on toimittava oikein sillä hetkellä, kun sitä todella tarvitaan, usein pitkien ja vähäisen käytön jälkeen – mikä tekee jatkuvasta kunnossapidosta erilaista kuin jatkuvasti käyvien ja vähitellen kuluvien laitteiden ylläpidosta.
Olipa kyseessä uuden suunnitelman tarkistaminen tai olemassa olevan asennuksen auditointi, nämä kysymykset kattavat kohdat, jotka todennäköisimmin jäävät alimääritellyksi tai huomiotta:
OEM/ODM korkean suorituskyvyn poltto- ja lämpölaitteiden valmistajat
